關于變壓吸附氣體分離的技術及應用的分析

朱靜迪(林德工程（杭州）有限公司,浙江 杭州 310000)

1 對變壓吸附技術的認識

變壓吸附氣體分離技術在我國工業生產領域應用的非常廣泛，也是一種非常重要的氣體分離技術。其工作原理是根據組成氣體的成分，在不同固體材料上存在著的吸附差異性進行工作的，氣體的吸附性會隨著壓力的變化而發生改變，利用周期性壓力變換過程實現最終的氣體分離或者提純。該技術昨早實現的是工業生產中大規模的氫氣制作，后來隨著科學技術的提高而得到迅速發展，裝置數量逐漸增多，規模不斷擴大，使用范圍越來越廣泛。

我國工業生產中使用變壓吸附氣體分離技術已經有了很長一段時間，各個方面已經逐漸完善。尤其是在中小型規模的氫氣分離和提純領域，該技術已經成為主要的生產方式，并且占據著主要地位。我國傳統的氫氣制作技術有低溫法、電解法等，這種氣體分離技術工作效率低，成本高，而且氫氣的純度也不是很理想，所以已經被變壓吸附技術對的PSA法取代。PSA法在合成氨變換氣中脫除二氧化碳技術，可以使那些小型的合成氨廠改變單一的產品生產結構，大大增加氨的產量，降低了能源的消耗，減低了生產成本。PSA法在一氧化碳提純方面的應用，解決了我國原料氣提純的問題，我國已經從國外引進一批先進的氣體合成裝置，用于工業領域的生產。

2 對變壓吸附氣體分離技術的特點進行研究

變壓吸附氣體分離技術在我國的應用非常廣泛，不僅僅是工業領域，還可以以應用在石油、化工、點子、醫療以及環境保護等方面，與其它的氣體分離技術相比，存在著諸多的優點：

2.1 低能耗。變壓吸附分離技術的工作壓力范圍比較大，可以減少加壓的能耗，降低生產成本；在常溫下操作還能省去冷卻或加熱所消耗的能量。

2.2 氣體提純度高，并且可以進行靈活的調節。在生產氫氣的時候，我們可以根據實際情況的需要，在大范圍內的隨意調節制作氫氣的純度。

2.3 在工作時，可以對多種氣體進行分離，對各種雜物有著較強的承受能力，操作工藝簡單、無需復雜的前期處理。

2.4 裝置由計算機控制，有著較強的自動控制系統，只需操作員稍微巡視就可以；

2.5 該技術的操作裝置有著很強的調節能力，操作彈性大，可以在不同的負荷小保證生產出同質量的產品。

2.6 該技術的投資小，操作成本低，維護簡單，工作效率高，是氣體分離的首選。

2.7 該技術的使用裝置可靠性高，出現故障的情況非常少，可以對故障進行自動診斷。

2.8 這技術有利于環境保護，不會造成環境污染，符合我國的環境政策。

3 分析變壓吸附氣體分離技術的主要應用

3.1 變壓吸附氣體分離技術在氫氣提純方面的應用。因為我國許多的工業尾氣中存在著大量的氫氣，所以需要用PSA法對工業尾氣中的氫氣進行分離、提純。因為石油工業生產的需要，我國不得不大量制作氫氣，用來滿足石油產業。PSA法的出現，大大減少了氫氣供求的問題，使得石化系統的應用在近幾年得到較快的增長。

3.2 變壓吸附氣體分離技術在氧氣或氮氣制作方面的應用。制作氮氣（氧氣）采用的低溫法、PSA法、膜分離技術三種方法之間的的競爭非常激烈，但是使用PSA法的企業占據著主要地位。隨著低能耗方面的要求，PSA法的應用每年都在逐漸上升，規模不斷擴大，每年都在以30%的增長率迅速增長。

3.3 變壓吸附氣體分離技術在一氧化碳提純方面的應用。一氧化碳是化學的基礎原料氣，以前的提純技術非常復雜，成本高，操作流程復雜，投資大，提純的效果不是很理想，所以開始廣泛的采用變壓吸附技術來對一氧化碳進行提純。一氧化碳的PSA工藝有兩種：(1）一氧化碳專用銅系吸附的吸附工藝；（2）采用常用的吸附劑物理吸附PSA工藝。

3.4 變壓吸附技術在二氧化碳分離、提純方面的應用。為了提高二氧化碳純度，減少成本，增加效益，采用變壓吸附技術來對二氧化碳進行分離提純，滿足多種工業用途。

4 結語

變壓吸附技術對我國的發展有著重要的作用，我們應該加大研究的力度。我國應該自行研究生產相關的技術設備，增加我國的經濟實力。對變壓吸附氣體分離技術進行深入的研究，將其更大范圍的推廣、應用。

[1]郜豫川.PSA技術的研究和發展[A].變壓吸附設備技術交流會，2002.

[2]葉振華.吸著分離過程基礎[J].1992.